工業金屬管道設計規范對管道材料要(yao)求主要(yao)有以下幾點:
一、一 般規定
1. 管(guan)道(dao)材料(liao)的選(xuan)用必須(xu)依據管(guan)道(dao)的使用條(tiao)件(jian)(設(she)計(ji)壓力、設(she)計(ji)溫度、流體類(lei)別(bie))、經濟性、耐(nai)蝕性、材料(liao)的焊接及加(jia)工等性能,同時(shi)應(ying)符合(he)本(ben)規范所提出的材料(liao)韌性要(yao)求及其他規定。
2. 用于管道(dao)的材料,其規格(ge)與性能應符合國家(jia)現(xian)行標準的規定。
3. 使用本規范未列出的(de)材料,應符合國家現(xian)行的(de)相應材料標準,包括(kuo)化學成(cheng)分、物理和力(li)學特性、制造工藝方法、熱處理、檢驗以及本規范其他(ta)方面的(de)規定。
二、金屬(shu)材(cai)料的使用溫度(du)
1. 材料(liao)使(shi)用溫(wen)度,除(chu)了(le)應符合本規范附(fu)錄(lu)A的規定(ding)外(wai),還需依據流體腐蝕的影(ying)響及(ji)對材料(liao)性能(neng)的影(ying)響等確定(ding)。
2. 材料的使用溫度上下限應符合(he)下列規定∶
①. 材料的使(shi)用溫度(du),不應超出本規范附(fu)錄A所規定的溫度(du)上下限。
②. 未列入本規范附錄A中的材料,決定其使用溫度時應符合以下規定∶
a. 在使用(yong)溫度條件下應保證材料的適用(yong)性和可靠性;
b. 在使用溫度下,材料應具有對流體及外(wai)界(jie)環境影響的抵抗力;
c. 應(ying)按本規(gui)范第3.2.3條(tiao)的(de)規(gui)定確定材料的(de)許用(yong)應(ying)力。
三、金(jin)屬材料的低(di)溫韌性試(shi)驗要求
1. 管道設計溫度低(di)(di)于或等于-20℃,而(er)高于本(ben)規范附錄A中(zhong)(zhong)使用溫度下(xia)限(xian)的(de)碳素鋼、低(di)(di)合金鋼、中(zhong)(zhong)合金鋼和高合金鐵素體鋼,出廠材料及采用焊接(jie)堆積的(de)焊縫金屬和熱(re)影響區應進行低(di)(di)溫沖擊(ji)試驗。
2. 奧(ao)氏體不銹鋼,含碳量大于0.1%,設計溫度低于-20℃而高于本規范附錄A中使用溫度下限時,出廠的材料及采用焊接堆積的焊縫金屬和熱影響區應進行低溫沖擊試驗。
3. 奧氏(shi)體高合金(jin)鋼的使用溫(wen)度等于或高于-196℃時,可免做低溫(wen)沖(chong)擊試(shi)驗。
4. 符合下(xia)列條件之一時,管道材料可免做低溫沖擊試(shi)驗∶
a. 使(shi)用(yong)溫度(du)等(deng)于或高于-45℃,且不低于本規范(fan)附錄A 中材料使(shi)用(yong)溫度(du)下限,同時,材料的厚度(du)無(wu)法制備5mm厚試(shi)樣(yang)時。
b. 除了抗拉強(qiang)度下(xia)限值大于540MPa的(de)鋼材(cai)及螺栓材(cai)料外,使(shi)用的(de)材(cai)料在低溫(wen)低應力工況下(xia),若設計(ji)溫(wen)度加50℃后,高于-20℃時(shi)。
注∶低溫低應(ying)力工(gong)況為設計溫度低于(yu)(yu)或等于(yu)(yu)-20℃的(de)受(shou)壓的(de)管道組成件,其(qi)環向應(ying)力小于(yu)(yu)或等于(yu)(yu)鋼(gang)材(cai)標準中屈服(fu)點的(de)1/6,且不大(da)于(yu)(yu)50MPa的(de)工(gong)況。
5. 需(xu)熱(re)處理的(de)材料,應在熱(re)處理后進行沖(chong)擊試驗。
6. 下列條件下的(de)鋼板制管子或管件的(de)板材,應增加低溫(wen)沖擊試驗∶
a. 使(shi)用溫度低(di)于(yu)0℃時∶厚度大(da)于(yu)25mm的(de)20R;厚度大(da)于(yu)38mm的(de)在(zai)本規范(fan)附錄A 表A.0.2中(zhong)所列的(de)低(di)合金鋼但不包(bao)括低(di)溫鋼。
b. 使用溫度低于(yu)-10℃時∶厚度大于(yu)12mm的20R;厚度大于(yu)20mm的16MnR、15MnVR和(he)15MnVNR。
7. 在溫(wen)度(du)下限(xian)以(yi)上使用有色金(jin)屬和它的合(he)金(jin)材(cai)料時,如填充(chong)金(jin)屬成(cheng)分(fen)(fen)與(yu)母材(cai)成(cheng)分(fen)(fen)不同,焊接接頭應進行低溫(wen)拉伸(shen)試驗,延伸(shen)率應符(fu)合(he)設計規定。
8. 制造廠已作過沖擊(ji)試驗的材料(liao),但加工后經過熱處理時,應(ying)進(jin)行低溫沖擊(ji)試驗。
9. 焊(han)接結構中(zhong),對熱(re)影響區的低溫(wen)沖(chong)擊試(shi)(shi)驗可滿足對基(ji)體材料的沖(chong)擊試(shi)(shi)驗。
10. 材(cai)(cai)(cai)料沖(chong)擊(ji)試(shi)驗的方(fang)(fang)法(fa)應按現行國家(jia)標準(zhun)《金(jin)屬(shu)夏比缺(que)口沖(chong)擊(ji)試(shi)驗方(fang)(fang)法(fa)》GB/T229的規(gui)定(ding)。在低溫下的沖(chong)擊(ji)功值應符合低溫用材(cai)(cai)(cai)料標準(zhun)或表4.3.10的規(gui)定(ding)。當沖(chong)擊(ji)功不相同(tong)的基體材(cai)(cai)(cai)料焊接一起時,其沖(chong)擊(ji)試(shi)驗能(neng)量應符合較(jiao)小抗拉強度的基體材(cai)(cai)(cai)料的要求。
11. 試樣應從同批、同規格(ge)、同樣加工、焊接和(he)熱(re)處(chu)理條件(jian)的(de)材料(liao)中制取。
四、材料的(de)使(shi)用要(yao)求
1. 制造管道組成件用鋼(gang)材應符合下列規(gui)定∶
①. Q235-A材料(liao)宜(yi)用于C及(ji)D類流體(ti)管(guan)道,設(she)計壓力不宜(yi)大于1.6MPa。Q235-A·F材料(liao)宜(yi)用于D類流體(ti)管(guan)道,設(she)計壓力不宜(yi)大于1.0MPa。
②. 奧氏體不銹鋼使用溫度高于525℃時,鋼中含碳量不應小于0.04%。
③. 受壓管道組成件使用附錄A中表A.0.2所列的鋼板時,應對以下鋼板逐張進行超聲波檢測∶
a. 低(di)溫鋼厚度大于20mm。
b. 20R及16MnR厚度大于30mm。
c. 其(qi)他低(di)合(he)金鋼(gang)厚度大于25mm。以上質量不(bu)應低(di)于Ⅲ級。
d. 對于調質(zhi)鋼板不(bu)論厚(hou)度多少,均須(xu)檢測,質(zhi)量不(bu)應低于Ⅱ級。
④. 調質狀態供貨的鋼材,應按設計條件進行常溫或低溫沖擊試驗。
⑤. 鋼材的使用狀態應按本規范附錄A的規定。設計指定供貨狀態與國家現行材料標準的規定不同時,應在設計文件中注明。
⑥. 低溫管道用鋼應采用鎮靜鋼。
2. 鑄鐵類材(cai)料使(shi)用范圍應符合下(xia)列規定∶
①. 球墨鑄鐵用作受壓部件時,其設計溫度不應超過350℃,設計壓力不應超過2.5MPa。在常溫下,設計壓力不宜超過4.0MPa。
②. 奧氏體球墨鑄鐵使用溫度不得低于-196℃。
③. 下述鑄鐵不宜在劇烈循環條件下使用。對過熱、機械振動及誤操作等采取防護措施時,可限制在下列范圍內使用∶
a. 灰鑄鐵件不(bu)(bu)宜(yi)使(shi)(shi)(shi)用(yong)于輸送B類流體的管道上,在(zai)特殊(shu)情況下必須使(shi)(shi)(shi)用(yong)時(shi),其設計(ji)溫(wen)度(du)不(bu)(bu)應(ying)高于150℃,設計(ji)壓力不(bu)(bu)應(ying)超(chao)過(guo)1.0MPa;C類流體管道使(shi)(shi)(shi)用(yong)灰鑄鐵件的設計(ji)壓力不(bu)(bu)宜(yi)超(chao)過(guo)1.6MPa,設計(ji)溫(wen)度(du)不(bu)(bu)宜(yi)超(chao)過(guo)230℃;
b. 可鍛鑄鐵(tie)用(yong)于(yu)(yu)C類流體管(guan)道,設計(ji)(ji)(ji)溫度不應(ying)高(gao)于(yu)(yu)230℃,設計(ji)(ji)(ji)壓(ya)力(li)不應(ying)大于(yu)(yu)2.5MPa;或用(yong)于(yu)(yu)設計(ji)(ji)(ji)溫度為300℃時,設計(ji)(ji)(ji)壓(ya)力(li)不應(ying)大于(yu)(yu)2.0MPa;用(yong)于(yu)(yu)B類流體管(guan)道,設計(ji)(ji)(ji)溫度不應(ying)高(gao)于(yu)(yu)150℃,設計(ji)(ji)(ji)壓(ya)力(li)不應(ying)大于(yu)(yu)2.5MPa;
c. 高硅(gui)鑄(zhu)鐵(tie)不(bu)得用(yong)于B類流體。
3. 使用其他金屬材料應(ying)符合下列規定∶
①. 在火災危險區內,不宜使用銅、鋁材料。
②. 鉛、錫及其合金管道不得用于B類流體。
③. 銅、鋁與其他金屬連接時,有電解液存在情況下,應考慮產生電化腐蝕的可能性。
4. 使(shi)用(yong)復合金屬和襯里(li)材料應符合下(xia)列規(gui)定∶
①. 管道組成件由符合有關材料標準要求的整體復合鋼板制成時,其基層(外層)金屬和復層金屬應符合本規范第4.1節的規定。
a. 整體復合(he)材(cai)料的管道耐壓(ya)強度計算,可根據(ju)扣(kou)除所有厚(hou)度附加(jia)量后的基(ji)層和(he)復層金屬(shu)的總厚(hou)度來計算。
b. 基層和復(fu)(fu)層金(jin)屬的(de)許(xu)用(yong)應(ying)力可按本規范(fan)附(fu)錄A的(de)規定。但復(fu)(fu)層金(jin)屬的(de)許(xu)用(yong)應(ying)力取值(zhi)不應(ying)大(da)于基層金(jin)屬的(de)許(xu)用(yong)應(ying)力值(zhi)。
②. 對于非整體結構的金屬復層或襯里的管道組成件,其基層金屬材料的厚度應符合耐壓強度計算的厚度,計算厚度不應包括復層或襯里的厚度。
③. 除本條的要求外,在本規范中對輸送不同流體的管道材料所作的各種限制,不適用于管道組成件的復層材料或襯里材料。復層或襯里材料和基層材料以及粘結劑應根據設計條件及流體性質選用。
④. 復層為奧氏體不銹鋼時,使用溫度不宜超過400℃。
⑤. 非金屬襯里材料的使用溫度范圍可按本規范附錄C 的規定。
5. 選擇連接接頭和輔助材料諸(zhu)如膠泥、溶劑(ji)、釬焊(han)材料、填料、襯(chen)墊及"O"形環、螺紋(wen)的(de)潤滑劑(ji)與(yu)密(mi)(mi)封劑(ji)等用(yong)以制作(zuo)或用(yong)作(zuo)密(mi)(mi)封接頭時,對上述材料與(yu)所輸(shu)送流體應(ying)有相(xiang)容性。
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